"تولید قوی‌ترین لیزر فرابنفش توسط دانشمندان چینی"

دانشمندان چینی موفق شدند لیزر فرابنفش قدرتمندی را با استفاده از کریستال‌های LBO توسعه دهند. این لیزرها دارای توان خروجی بسیار بالا بوده و در طولانی‌مدت می‌توانند در طیف فرابنفش عمیق (DUV) مورد استفاده قرار گیرند. این پیشرفت می‌تواند کاربردهای متنوعی مانند بازرسی نقص، طیف‌سنجی، لیتوگرافی و مترولوژی را در علم و فناوری فراهم کند.

لیزرهای فعلی در طیف DUV برای کاربردهایی مثل لیتوگرافی استفاده می‌شوند. به طور معمول، لیزر آرگون فلوراید (ArF) برای تولید لیزرهای پرقدرت ۱۹۳ نانومتری به کار می‌رود.

لیزرهای فرابنفش DUV در انواع مختلفی از پروژه‌های علمی و فناوری کاربرد دارند. این انواع شامل تولید دستگاه‌های میکروالکترونیک، مدارهای مجتمع بر پایه نیمه‌رسانا و لیزرهای مورد استفاده برای جراحی چشم هستند. این لیزرها به طور معمول به عنوان لیزر اکسایمر معروفند.

هرچند، لیزرهای فرابنفش DUV کاملاً همگن نیستند، بنابراین نمی‌توانند در کاربردهایی مانند لیتوگرافی تداخلی که نیاز به دقت بسیار بالا دارد، استفاده شوند. برای رفع این محدودیت، دانشمندان به دنبال ساخت یک نوع لیزر هیبریدی به نام "لیزر اکسایمر هیبریدی" هستند.

این لیزرها از دانه‌های حالت جامد به جای گاز ArF به عنوان نوسانگر استفاده می‌کنند و این امکان را فراهم می‌آورند تا یک لیزر با انرژی فوتون بهتر و با کمترین تاثیر حرارتی تولید شود. این طراحی بهبود انسجام را بهبود می‌بخشد و همچنین بهبود انرژی فوتون را فراهم می‌کند. برای دستیابی به این هدف، پهنای خط لیزر ۱۹۳ نانومتری باید زیر چهار گیگاهرتز باشد. این پهنای باند انعطاف‌پذیری است که برای تداخل بسیار مهم است، و همچنین از طریق فناوری‌های لیزر حالت جامد که امروزه موجود است، مشاهده می‌شود.

دانشمندان چینی با استفاده از لیزر DUV به دستاوردهای مهمی رسیدند. آن‌ها با استفاده از کریستال‌های LBO موفق به ساخت یک لیزر اکسایمر هیبریدی با طول موج 193 نانومتر شدند. این لیزر دارای خروجی توان 60 میلی‌وات است که از فرآیند تولید فرکانس دو مرحله‌ای پیچیده بهره برده شده است.

این سیستم شامل دو لیزر است، یکی با طول موج 258 نانومتر و دیگری با طول موج 1553 نانومتر. این لیزرها به ترتیب از یک لیزر هیبریدی و یک لیزر Er-doped بهره می‌برند و در یک بلور حجیم که خروجی لیزر مورد نظر را ارائه می‌دهد، ترکیب می‌شوند.

این لیزر DUV دارای مدت زمان پالس 4.6 نانوثانیه، نرخ تکرار 6 کیلوهرتز و پهنای خط تقریباً 640 مگاهرتز است. این تحقیق گزارش شده نشان می‌دهد که بلورهای LBO قابلیت پمپاژ با لیزرهای حالت جامد را دارند و می‌توانند لیزرهای DUV با عرض خط باریک و قدرتمند تولید کنند.

این یافته‌ها امیدوار کننده است که بلورهای LBO بتوانند برای تولید لیزرهای DUV با توان خروجی بالاتر و برای کاربردهای گسترده‌تر استفاده شوند. این تحقیقات در مجله Advanced Photonic Nexus منتشر شده است.